热力发电厂基础知识

热力发电厂基础知识

1. 简述汽轮机工作的基本原理。

答：具有一定压力、温度的蒸汽，进入汽轮机，流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度。高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功，当动叶片为反动式时，蒸汽在动叶中发生膨胀产生的反动力亦使动叶片做功，动叶带动汽轮机转子，按一定的速度均匀转动。这就是汽轮机最基本的工作原理。

从能量转换的角度讲，蒸汽的热能在喷嘴内转换为汽流动能，动叶片又将动能转换为机械能，反动式叶片，蒸汽在动叶膨胀部分，直接由热能转换成机械能，

2. 什么是汽轮机设备，它包括哪些部分？

答：汽轮机本体和保证它正常运行所必需的一套附属设备以及连接这些设备的管道，这个总和称为汽轮机设备。近代汽轮机设备包括下列各部分。

⑴汽轮机本体

主要由下列部分组成：

①配汽机构：包括主蒸汽导管、自动主汽门、调节阀等；

②汽轮机转子：指汽轮机所有转动部件的组合体，主要有工作叶片、叶轮和轴等； ③汽轮机静子：指汽轮机的静止部分，包括汽缸、隔板、喷嘴、轴封和轴承等。 ⑵调节保安油系统

主要包括调速器、油动机、调节阀、油箱、主油泵、辅助油泵和保安设备等。其作用是调整进入汽轮机的蒸汽量，使蒸汽流量与外界负荷相适应，并保证汽轮机工作时的安全和供给轴承等所需的润滑油。

⑶凝汽及抽气系统

主要设备有凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵和冷水塔等，其作用是保证汽轮机排汽凝结。

⑷回热加热系统

主要设备有低压加热器、除氧器和高压加热器等，其作用是对凝结水和给水进行加热。

3. 排汽缸的作用是什么?为什么排汽缸要装喷水降温装置?

答：排汽缸的作用是将汽轮机末级动叶排出的蒸汽导入凝汽器中。

在汽轮机起动、空载及低负荷时，蒸汽流通量很小，不足以带走蒸汽与叶轮摩擦产生的热量，从而引起排汽温度升高，排汽缸温度也升高。排汽温度过高会引起排汽缸较大的变形，破坏汽轮机动静部分中心线的一致性，严重时会引起机组振动或其它事故。所以、大功率机组都装有排汽缸喷水降温装置。小机组没有喷水降温装置，应尽量避免长时间空负荷运行而引起排汽缸温度超限。

4. 再热机组的排汽缸喷水装置是怎样设置的?

答：喷水减温装置装在低压外缸内，喷水管沿末级叶片的叶根呈圆周形布置，喷水管上钻有两排喷水孔，将水喷向排汽缸内部空间，起降温作用。喷水管在排汽缸外面与凝结水管相连接，打开凝结水管上的阀门即进行喷水，关闭阀门则停止喷水。

5. 什么是汽轮机的级?什么叫调节级和压力级?

答：由一列喷嘴和一列动叶栅组成的汽轮机最基本的工作单元叫汽轮机的级。

当汽轮机采用喷嘴调节时，第一级的进汽截面积随负荷的变化在相应变化，因此通常称喷嘴调节汽轮机的第一级为调节级。其它各级统称为非调节级或压力级。压力级是以利用级组中合理分配的压力降或焓降为主的级，是单列冲动级或反动级。

6. 高压高温汽轮机为什么要设汽缸、法兰螺栓加热装置?

答：高压高温汽轮机的汽缸要承受很高的压力和温度，同时又要保证汽缸结合面有很好的严密性，所以汽缸的法兰必须做得又宽又厚。这样给汽轮机的起动就带来了一定的因难，即沿法兰的宽度产生较大温差。如温差过大，所产生的热应力将会使汽缸变形或产生裂纹。一般来说，汽缸比法兰容易加热，而螺栓的热量是靠法兰传给它的，因此螺栓加热更慢。对于双层汽缸的机组来说，外缸受热比内缸慢得多，外缸法兰受热更慢，由于法兰温度上升较慢，牵制了汽缸的热膨胀，引起转子与汽缸间过大的膨胀差，从而使汽轮机通流部分的动、静间隙消失、发生摩擦。

简单地说，为了适应快速起、停的需要，减小额外的热应力和减少汽缸与法兰、法兰与螺栓及法兰宽度上的温差，有效地控制转子与汽缸的膨胀差，50MW、l00MW汽轮机都设法兰螺栓加热装置。125MW、200Mw、300Mw机组采用双层缸结构，内外汽缸除法兰螺栓有加热装置外，还设有汽缸夹层加热装置。

7. 什么是大功率汽轮机的转子蒸汽冷却？

答：汽轮机的转子蒸汽冷却是大机组为防止转子在高温、高转速状况下无蒸汽流过带走摩擦产生的热量，而使转子、汽缸温度过高、热应力过大而设置的结构。如再热机组热态用中压缸进汽起动时，达到一定转速。高压缸排汽逆止门旁路自动打开，一部分蒸汽逆流经过汽缸由进汽口排至凝汽器，这样达到冷却转子、汽缸的目的。

8. 汽封的作用是什么?轴封的作用是什么?

答：为了避免动、静部件之间的碰撞，必须留有适当的间隙，这些间隙的存在势必导致漏汽，为此必须加装密封装置----汽封。根据汽封在汽轮机中所处位置可分为：轴端汽封(简称轴封)、隔板汽封和围带汽封(通流部分汽封)三类。

轴封是汽封的一种。汽轮机轴封的作用是阻止汽缸内的蒸汽向外漏泄，低压缸排汽侧轴封是防止外界空气漏入汽缸。

9. 汽轮机的盘车装置起什么作用?

答：汽轮机冲动转子或停机后，进入或积存在汽缸内的蒸汽使上缸温度比下缸高，从而使转子不均匀受热或冷却，产生弯曲变形。因而在冲转前和停机后，必须使转子以—定的速度连续转动，以保证其均匀受热或冷却。换句话说，冲转前和停机后盘车可以消除转子热弯曲。同时还有减小上下汽缸的温差和减少冲转力矩的功用，还可在起动前检查汽轮机动静之间是否有摩擦及润滑系统工作是否正常。

10. 轴承的润滑油膜是怎样形成的?

答：轴瓦的孔径较轴颈稍大些，静止时，轴颈位于轴瓦下部直接与轴瓦内表面接触，在轴瓦与轴颈之间形成了楔形间隙。

当转子开始转动时，轴颈与轴瓦之间会出现直接摩擦。但是，随着轴颈的转动，润滑油由于粘性而附着在轴的表面上，被带入轴颈与轴瓦之间的楔形间隙中。随着转速的升高，被带人的油量增多，由于楔形间隙中油流的出口面积不断减小，所以油压不断升高，当这个压力增大到足以平衡转子对轴瓦的全部作用力时，轴颈被油膜托起，悬浮在油膜上转动，从而避免了金属直接摩撩，建立了液体摩擦。

11. 为什么要研究将抗燃油作为汽轮发电机组油系统的介质?

答：随着机组功率和蒸汽参数的不断提高，调节系统的调节汽门提升力越来越大，提高油动机的油压是解决调节汽门提升力增大的一个途径。但油压的提高、容易造成油的泄漏，普通汽轮机油的燃点低，容易造成火灾。

抗燃油的自燃点较高，通常大于700℃。这样，即使它落在炽热高温蒸汽管道表面也不会燃烧起来，抗燃油还具有火焰不能维持及传播的可能性。从而大大减小了火灾对电厂的威胁。因此，超高压大功率机组以抗燃油代替普通汽轮机油已成为汽轮机发展的必然趋势。

12. 采用抗燃油作为油系统的介质有什么特点?

答：抗燃油的最大特点是它的抗燃性，但也有它的缺点，如有一定的毒性，价格昂贵，粘温特性差(即温度对粘性的影响大)。所以一般将调节系统与润滑系统分成两个独立的系统，调节系统用高压抗燃油，润滑系统用普通汽轮机油。

13. 汽轮机调节系统一般应满足哪些要求?

答：调节系统应满足如下要求：

(1)当主汽门全开时，能维持空负荷运行。

(2)由满负荷突降到零负荷时，能使汽轮机转速保持在危急保安器动作转速以下。

(3)当增、减负荷时，调节系统应动作平稳，无晃动现象。

(4)当危急保安器动作后，应保证高、中压主汽门、调节汽门迅速关闭。

(5)调节系统速度变动率应满足要求(一般在3％～6％)，迟缓率越小越好，一般在0.5％以下。

14. 什么是油动机？油动机有什么特点？

答：油动机又称伺服马达，通常是控制调节汽门开度的执行机构。油动机的特点是力量大、动作快、体积小、这些特点是其他执行机构(如电动机)等无法比拟的。所以，目前汽轮机调节系统中，油动机是带动调节汽门的唯一执行机构。

15. 什么是汽轮机调节汽门的重叠度?为什么必须有重叠度?

答：采用喷嘴调节的汽轮机，一般都有几个调节汽门。当前一个调节汽门尚未完全开时，就让后一个调节汽门开启，即称调节汽门具有—定的重叠度。调节汽门的重叠度通常为l0％左右，也就是说，前一个调节汽门开启到阀后压力为阀前压力的90％左右时，后一个调节汽门随即开启。

如果调节汽门没有重叠度，执行机构的特性曲线就有波折，这时调节系统的静态持性也就不是一根平滑的曲线，这样的调节系统就不能平稳地工作，所以调节汽门必须要有重叠度。

16. 同步器的作用是什么?

答：同步器的作用：在单机运行时改变汽轮机的转速；当并列运行时改变机组的负荷。同步器又分主同步器和辅助同步器。主同步器主要在正常运行时用作调控负荷转速，一般由主控制室远方电动调节。必要时也可由汽轮机运行人员就地手动调整。辅助同步器的调整范围大、主要用来整定主同步器的位置或作超速试验。从静态特性分析，使用同步器可以平移调节系统静态特性曲线，从而达到机组单独运行时进行转速调整并列运行时改变负荷的目的。

17. 同步器的工作界限应当满足哪些要求?

答：同步器的工作界限应满足如下要求：

(1)在额定参数下，机组应当能够在空负荷与满负荷之间任意调节负荷。

(2)当电网频率高于额定频率，以及新蒸汽参数和真空降低时，机组仍能带到满负荷。

(3)当电网频率低于额定频率新蒸汽参数和真空升高时，机组仍然可以并入电网或者减负荷到零，即维持空转。

一般同步器调节范围是：上、下限分别为额定转速的-5%----7%或-5%----+5%。

18. 同步器上、下限过小会对机组并列运行有什么影响?

答：同步器上限过小会造成电网频率升高时机组并网有困难，尤其是对大型机组采用滑参数起动时。并网后因电网频率升高，使机组不能带满负荷，另外，由于运行中蒸汽参数(如汽温、汽压、真空等)恶化，也不能用同步器增至满负荷，影响机组出力。同步器下限过小会造成电网频率降低时，同步器不能使机组减负荷至零，影响机组的解列。

需要指出，同步器上限不能过大，上限过大，在汽轮机突然失去负荷时。将造成汽轮机的严重超速。

19. 什么是汽轮机调节系统的静态特性和动态特性?

答：调节系统的工作特性有两种，即动态特性和静态特性。在稳定工况下，汽轮机的功率和转速之间的关系即为调节系统的静态特性。从一个稳定工况过渡到另一个稳定工况的过渡过程的特性叫做调节系统的动态特性，是指在过渡过程中机组的功率、转速、调节汽门的开度等参数随时间的变化规律。

20. 什么是汽轮机调节系统速度变动率?对速度变动率有何要求?

答：从调节系统静态特性曲线可以看到，单机运行从空负荷到额定负荷，汽轮机的转速由n2降低至n1，该转速变化值与额定转速n0之比称之为速度变动率，以δ表示

即 δ＝（n2－n1）/ n0×100％

δ较小的调节系统具有负荷变化灵活的优点，适用于担负调频负荷的机组；δ较大的调节系统负荷稳定性好，适用于担负基本负荷的机组；δ太大，则甩负荷时机组易超速；δ太小调节系统可能出现晃动．故一般取3％一6％。

速度变动率与静态特性曲线有关，曲线越陡，则速度变动率越大，反之则应越小。

21. 什么是汽轮机调节系统的迟缓率?

答：调节系统在动作过程中，必须克服各活动部件内的摩擦阻力，同时由于部件的间隙，重叠度等影响，使静态特性在升速和降速时并不相同，变成两条几乎平行的曲线。换句话说，必须使转速多变化一定数值，将阻力、间隙克服后、调节汽门反方向动作才刚刚开始。同—负荷下可能的最大转速变动△n和额定转速n0之比叫做迟缓率(又称为不灵敏度)，通常用字母ε表示

即 ε=△n/ n0×100％

22. 汽轮机调节系统迟缓率过大，对汽轮机运行有什么影响?

答：调节系统迟缓率过大造成对汽轮机运行的影响有：

⑴在汽轮机空负荷时，由于调节系统迟缓率过大，将引起汽轮机的转速不稳定，从而使并列困难。

⑵汽轮机并网后，由于迟缓率过大、将会引起负荷的摆动。

⑶机组负荷骤然甩至零时，因迟缓率过大。使调节汽门不能立即关闭，造成转速突升，致使危急保安器动作，如危急保安器有故障不动作．那就会造成超速飞车的恶性事故。

23. 为什么说迟缓率不能等于零?

答：⑴实际的调节系统迟缓率不可能做到等于零。因调节系统各机构在运行中总存在摩擦等阻力，油动机滑阀总要有过封度，使系统感受到转速变化到调节汽门开度变化存在迟缓。

⑵从理论上分析，迟缓率等于零的调节系统是不稳定的，因为这将造成调节过分灵敏，

使调节汽门处在不停的动作之中。尤其对于液压式调节系统，保持一些微小的迟缓率，对改善调节性能是有益的。液压式调节系统的调节油压不可避免地存在着油压波动，它将使调节汽门窜动。这也就是错油门必须有一定的过封度，使其抵消油压波动的影响，避免调节汽门窜动的道理。

24. 中间再热式汽轮机的调节有哪些特点?

答：中间再热机组通常是高参数、大功率机组，因此具有一般大机组的调节特点，如要求具有较小的速度变动率以提高一次调频的能力，要求较高的调节油压以增加调节动作的迅速性等。此外，采用中间再热器及单元制带来了新的特点、主要有以下几个方面：

采用单元制的影响：

⑴减小了锅炉蓄能利用的可能性。降低了机组参加一次调频的能力。

⑵空负荷和低负荷下，机炉的工况不能互相配合，锅炉燃烧不易稳定，此外还有再热器的保护问题。

中间再热器及其再热管道等形成的中间容积很大，由此影响到

⑴使汽轮机中、低压缸的功率变化滞延。

⑵增加了甩负荷时的动态超速。

25. 中间再热机组为什么调节时功率变化滞延?

答：为了使问题简化、假定在功率发生变化时锅炉供汽的参数不变。当要求机组功率增大时，调节汽门开度增大，进汽量增加、高压缸的功率在最初瞬间及时增加了，但以后由于再热器压力的逐渐提高，高压缸的焓降相应地减小，以后功率逐渐减小，直到再热器的压力稳定后。高压缸的功率才稳定下来。

中、低压缸的功率在开始调节的瞬间不能马上跃升，因为低压段的流量要等再热器的压力升高后才能增加。由于中间再热器及其管道具有巨大容积的缓冲作用，使其压力的增加滞后于高压段的流量增加。中、低压缸的功率是缓慢增加的，直到再热器压力稳定下来，才不再变化。通常中、低压缸的功率占机组总功率的2/3—3/4，这就表明滞延的功率占了机组功率增量的绝大部分。这种功率变化的滞延大大降低了中间再热式汽轮机对负荷的适应性。

26. 为什么中间再热式汽轮机增加了甩自荷时的动态超速?

答：这是因为汽轮机甩负荷后，即使进汽调节汽门和主汽门完全关死，中间再热器及其管道的巨大容积所存的蒸汽仍能使汽轮机严重超速。据估算，中间再热容积的蒸汽量能使汽轮机超速(40%一50%) n0，这显然是不允许的。

27. 自动主汽门的作用是什么?为什么通常主汽门都是“油压开启，而以弹簧力来关闭? 答：自动主汽门的作用是在汽轮机保护装置动作后，迅速切断汽源并使汽轮机停止运行。因此，它是保护装置的执行元件。

这是因为在任何事故情况下，包括在油源断绝时，自动主汽门仍应能迅速关闭。所以一般主汽门都是设计成以弹簧力来关闭的。为了可靠起见，一般还采用双弹簧结构。

为了有足够大的关闭力及关闭快速，一般在主汽门全关时，弹簧对主汽门还有

5000---8000kN的压缩力。

28. 汽轮机为什么装设超速保护装置?

答：汽轮机是高速转动设备，转动部件的离心力与转速的平方成正比，即转速增高时，离心应力将迅速增加。当汽轮机转速超过额定转速20%时，离心应力接近于额定转速下应力的

1.5倍、此时不仅转动部件中按紧力配合的部套会发生松动，而且离心应力将超过材料所允许的强度使部件损坏。为此汽轮机均设置超速保护装置，它能在超过额定转速8%～12%时动作，迅速切断进汽，使汽轮机停止运转。

29. 低油压保护装置的作用是什么?

答：润滑油油压过低，将导致润滑油膜破坏，不但要损坏轴瓦。而且能造成动静之间摩擦等恶性事故，因此，在汽轮机的油系统中都装有润滑油低油压保护装置。

低油压保护装置一般具备以下作用：

⑴润滑油压低于正常要求数值时，首先发出信号，提醒运行人员注意并及时采取措施。 ⑵油压继续下降至某数值时，自动投入辅助油泵(交流、直流油泵)，以提高油压。 ⑶辅助油泵起动后，油压仍继续下跌到某一数值应掉闸停机，再低时并停止盘车。 当汽轮机主油泵出口油压过低时，将危及调节及保护系统的工作，一般当该油压低至某一数值时，高压辅助油泵(调速油泵)自起动投入运行，以维持汽轮机的正常运行。

30. 汽轮机为什么要设胀差保护?

答：汽轮机起动、停机及异常工况下，常因转子加热(或冷却)比汽缸快，产生膨胀差值(简称胀差)。无论是正胀差还是负胀差，达到某一数值，汽轮机轴向动静部分就要相碰发生摩擦。为了避免因胀差过大引起动静摩擦，大机组一般都设有胀差保护，当正胀差或负胀差达到某一数值时，保护动作，关闭主汽门和调节汽门，紧急停机。

31. 抽汽逆止门联锁的作用是什么？

答：抽汽逆止门联锁的作用主要是防止主汽门和调节汽门关闭后，由于抽汽管道及回热加热器的蒸汽倒流入汽缸使汽轮机超速。特别是对于大机组，这一点更为重要。常用的抽汽液压逆止门，在主汽门关闭和发电机解列时动作，利用压力水或弹簧的作用力使抽汽逆止门快速强行关闭。

32. 什么是高压加热器给水自动旁路？

答：当高压加热器内部钢管破裂，水位迅速升高到某一数值时，高压加热器进、出水门迅速关闭，切断高压加热器进水，同时让给水经旁路直接送往锅炉，这就是高压加热器给水自动旁路。对于大机组来说，这是一个十分重要的保护装置。

33. 进入锅炉的给水为什么必须经过除氧？

答：这是因为。如果锅炉给水中含有氧气，将会使给水管道、锅炉设备及汽轮机通流部分遭受腐蚀，缩短设备的寿命。防止腐蚀最有效的办法是除去水中的溶解氧和其它气体，这一过程称为给水的除氧。

34. 除氧器的作用是什么?除氧器水箱的作用是什么?

答：除氧器的主要作用就是用它来除去锅炉给水中的氧气及其它气体，保证给水的品质。同时，除氧器本身又是给水回热加热系统中的一个混合式加热器，起了加热给水，提高给水温度的作用。

除氧器水箱的作用是贮存给水，平衡给水泵向锅炉的供水量与凝结水泵送进除氧器水量的差额。也就是说，当凝结水量与给水量不一致时，可以通过除氧器水箱的水位高低变化调节，满足锅炉给水量的需要。

35. 为保证除氧器正常工作，必须具备哪些安全设施?

答：除氧器的安全设施有：

(1)并列运行的除氧器必须装设汽、水平衡管。

(2)除氧器进汽必须有压力自动调节装置。

(3)除氧器水箱必须设水位调整装置，以保持正常水位。

(4)除氧器本体或水箱上应装能通过最大加热蒸汽量的安全阀，当除氧器压力超过设计压力时，安全阀动作向大气排汽。

(5)除氧水箱应有溢流装置。底部还应有放水装置，以便在检修时放尽存水。

36. 火电厂主要有哪三种水泵?它们的作用是什么?

答：给水泵、凝结水泵、循环水泵是发电厂最主要的三种水泵。

给水泵的任务是把除氧器贮水箱内具有一定温度、除过氧的给水，提高压力后输送给锅炉，以满足锅炉用水的需要。

凝结水泵的作用是将凝汽器热井内的凝结水升压后送至回热系统。

循环水泵的作用是向汽轮机凝汽器供给冷却水，用以冷凝汽轮机的排汽。在发电厂中，循环水泵还要向冷油器、冷水器、发电机的空气冷却器等提供冷却水。

37. 锅炉中进行的三个主要工作过程是什么？

答：为实现能量的转换和传递，在锅炉中同时进行着三个互相关联的主要过程，分别为燃料的燃烧过程、烟气向水、汽等工质的传热过程，蒸汽的产生过程。

38. 简述燃料的燃烧过程？

答：煤斗中的煤通过给煤机的控制借助于自重落人磨煤机，在磨煤机中对煤同时进行干燥(这

里利用从空气预热器引来的热空气进行干燥)和磨碎，磨制成的煤粉在空气(—次风)的带动下，通过燃烧器喷人炉内燃烧。为了给燃烧提供充足的空气并在炉内起到搅拌混合作用，根据悬浮燃烧过程的区域性，还要经燃烧器向炉内分批送入大量的热空气(二次风)。干燥和燃烧所需的热空气由送风机送人空气预热器加热后，一部分经排粉机（一次风机）送入磨煤机，在起干燥的同时也起输送煤粉的作用；另一部分热空气直接进入燃烧器参与炉内燃烧反应。为保证煤粉及时着火，强化燃烧，提高燃尽程度，一次风和分批送入的二次风的风量用挡板分别调整控制。通过连续给煤、逐渐着火、燃烧以及燃尽的炉内燃烧过程，燃料的化学能转化为燃烧产物(烟气和灰渣)的热能。燃烧所形成的灰渣，一部分呈焦渣状落入炉膛底部渣斗中，由排渣装置连续或定期地排出、其余大部分则呈细灰状态被烟气带走。

39. 简述蒸汽的产生过程？

答：蒸汽的产生过程主要包括水的汽化、蒸汽汇集和汽水分离及蒸汽过热过程。锅炉的给 水，由给水泵升压经回热加热后流入省煤器而得到预热，然后进入汽包。汽包中的炉水不 断沿着炉墙外的下降管下行至水冷壁下联箱，经下联箱分配后引入一系列并联的水冷壁管 中，水在水冷壁管中受火焰辐射传热而产生大量汽泡，形成汽水混合物。因水冷壁管中汽 水混合物的平均密度较下降管内饱和水的密度小，所以形成了锅水的自然循环而上升进入 汽包。汽水混合物在汽包内汇集并进行汽水分离后，分离出来的饱和蒸汽被引入过热器继 续加热而形成具有一定压力和温度的过热蒸汽，在出口联箱汇集后经出汽总管输送到汽轮机；分离出来的水又沿着下降管进入水冷壁重复循环。锅炉中的水循环同时也保证了与高温烟气相接触的金属受热面得以冷却而不会被烧杯，是锅炉能长期安全可靠运行的先决条件。对于具有再热器的中间再热锅炉，汽轮机高压缸排汽又被重新送回锅炉的再热器再次进行加热，提高温度后再送往汽轮机的中、低压汽缸继续做功。

40. 锅炉设备自动调节的内容和作用是什么？

答：锅炉的基本构成与生产过程的关系可以看出，锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性的互相关联的生产对象，最终为了保证供热的稳定，输入与输出参数间存在着许多交叉的影响。面对这祥一个复杂的调节对象、较多的调节参数、被调节参数和错综复杂的扰动参数，要求人工操作显然是不可能的，必须依靠自动化装置来进行协调的动作。保证蒸发量随时与汽轮机用汽量相适应，使汽温、汽压稳定在规定的范围内；均衡给水并维持汽包正常位，保证合格的蒸汽品质；维持稳定经济的燃烧，尽量减小热量损失，提高锅炉效率；及时而准确地对锅炉进行调整等方面构成了自动调节的内容。

锅炉设备自动调节的作用就是使锅炉这样一个复杂的调节对象能得到安全、可靠和经济的运行。现代大容量高参数以煤为燃料的电厂再热锅炉，随着电子计算机在锅炉自动调节技术方面的应用，劳动条件、工作环境得到改善，运行的安全性和经济性得到进一步提高。

41. 什么叫燃烧反应速度和燃烧程度?

答：燃烧反应速度通常是指单位时间内反应物或生成物浓度的变化。燃烧的快慢决定于燃烧过程中化学反应所需的时间和氧气供给燃料所需的时间。此外，也与某些催化剂有关。 燃烧程度即燃料燃烧的完全程度。表现为燃烧产物离开燃烧室时带走可燃质的多少。

42. 什么叫完全燃烧?什么叫不完全燃烧?

答：燃料中的可燃成分在燃烧后全部生成不能再进行氧化的燃烧产物，如CO2、SO2、H2O等，叫做完全燃烧。燃料中的可燃成分在燃烧过程中有一部分没有参与燃烧，或虽进行燃 烧，但生成的烟气中还存在可燃气体CO、H2、CH4等，称为不完全燃烧。

43. 要使煤粉迅速而又完全燃烧，应满足哪些条件？

答：应满足以下条件：

(1)炉内要维持足够的温度

(2)要供给适量的空气；

(3)燃料与空气的良好混合

(4)足够的燃烧时间。

44. 制粉系统的任务是什么？

答：(1)磨制出一定数量的合格煤粉；

(2)对煤粉进行干燥；

(3)用一定的风量将合格的煤粉带走；

(4)储存有一定数量的合格煤粉满足锅炉负荷变动需要(储仓制)。

45. 中间储仓式制粉系统怎样启动?

答：(1)启动排粉机，确信其正常运转后，先开启出口挡板，然后开大入口挡板及磨煤机入口热风门，关小入口冷风门，使磨煤机出口风温达到规定要求。调节磨煤机入口负压及排粉机出口风压至规定值。

(2)启动磨煤机的润滑油系统调整好各轴承的油量，保持正常油压、油温。

(3)启动磨煤机。

(4)启动给煤机。

(5)给煤正常后，开大排粉机入口挡板及磨煤机入口热风门或烟气、热风混合门，调整好磨煤机入口负压及出入口压差，监视磨煤机出口气粉混合物温度符合要求。

(6)制粉系统运行后，检查各锁气器动作是否正常，筛网上有无积粉或杂物。下粉管挡板位置应正确。煤粉进入煤粉仓后，应开启吸潮管。

46. 直吹式制粉系统的怎样启动?

答：以具有热一次风机正压直吹式制粉系统为例，其原则性启动程序如下：

(1)启动密封风机，调整风压至规定值，开启待启动的磨煤机入口密封风门，保持正常密封风压。

(2)启动润滑油泵，调整好各轴承油量及油压。

(3)启动一次风机(排粉机)，开启进口热风挡板进行暖磨，使磨后温度上升至规定数值。

(4)启动磨煤机。

(5)启动给煤机。

47. 中间储仓式制粉系统如何停止运行？

答：停止制粉系统是为了进行大修、小修或较长时间的备用，应将原煤仓中的原煤用完，并将系统中的积粉抽净后，方可停止运行。如果是短时间停止运行，则不需如此。一般的停止运行的顺序如下：

(1)逐渐降低磨煤机入口温度，并相应地减小给煤量，后停止给煤机。

(2)给煤机停止运行后，磨煤机继续运行10min左右，系统内煤粉抽净后，停止磨煤机。

(3)停止排粉机。对于乏气送粉系统排粉机要供一次风，磨煤机停止后，排粉机应倒换热风或冷、热混合风继续运行。对于热风送粉系统、在磨煤机停止后，即可停止排粉机。

(4)磨煤机停止后，停止油泵，关闭上油箱的下油门，并关闭冷却水。

48. 直吹式制粉系统如何停止?

答：直吹式制粉系统出口的气粉混合物是直接吹送到炉膛燃烧的，它的启动与停止对锅炉工作有直接影响，操作上需很好配合。以具有热—次风机的正压直吹式制粉系统为例，其原则性停止程序如下：

(1)停止给煤机，吹扫磨煤机及输粉管内余粉，并维持磨煤机后温度不超过规定值。

(2)磨煤机内煤粉吹扫干净后，停止磨煤机。

(3)再吹送一定时间后，停止一次风机。

(4)磨煤机出口的隔绝挡板，应随一次风机的停止而自动关闭或手动关闭。

(5)关闭磨煤机密封风门。如该磨煤机系专用密封风机，则停用密封风机。

(6)停止润滑油泵。

49. 锅炉通风的任务是什么?锅炉的通风方式有哪几种？

答：锅炉通风的任务是，连续不断地供应燃料燃烧所需的空气；及时排除燃烧所生成的烟气。 锅炉的基本通风方式分两大类，即自然通风与机械通风。机械通风又称强制通风。 自然通风是利用烟囱中的烟气与外界冷空气的密度差所产生的自生通风压头，来克服烟风道的流动阻力。由于自然通风压头较小、所能克服的阻力有限，故这种通风方式只适用于容量很小的锅炉。

机械通风是依靠机械方法所产生的压头，来克服烟风道的阻力。机械通风又分为负压通风、正压通风和平衡通风三种。

负压通风是只装引风机，靠引风机的压头克服烟风道阻力，炉膛维持负压。这种通风方式所能克服的阻力有限，且锅炉各部位均处于负压下，漏风量较大，故只适用于小容量锅炉。 正压通风是只装送风机，靠送风机的压头克服烟风道阻力，炉膛内维持正压。这种通风方式对炉膛和烟道的严密性要求很高，否则，会使烟、灰外冒，既不安全又不卫生。一般只应用于燃油、燃气锅炉。

平衡通风是同时装有送、引风机，用送风机压头克服风道阻力，用引风机压头克服烟道阻力。使炉膛上部维持20～40Pa的负压。这种通风方式对送、引风机都不需太高的压头，正确操作和良好维护时，既不会往外冒烟，也不会引起太大的漏风。故这种通风方式被锅炉广泛应用。

50. 风机为什么应在关闭挡板的情况下启动?运行中“风机跳闸强送”为何可不关挡板? 答：风机启动时，电动机带动转子由静止逐渐升速到额定转速．由于惯性原因，启动转矩较大。因此，使电动机的启动电流也很大，一般约为额定电流的4～7倍。

如果在启动时不关挡板，就是通常所说的带负荷启动，这样会使启动转矩更大，启动电流势必更加增大，启动时间也要延长，严重时有可能使电动机烧坏。因此规定，风机必须在挡板关闭的情况下启动，待达到额定转速后、电动机电流指示正常，才允许逐渐开大挡板，接带负荷。

运行中“风机跳闸强送”，是指风机由于某种原因跳闸停止运行、如果跳闸时未发现电流过大以及机械损坏，锅炉也未因此而灭火，这时可重新合闸，使其恢复运行。由于跳闸发生在瞬间，风机因惯性还在以一定转速惰走、这时不关挡板启动，转矩也不会很大，不致出现过大的电流，而能为迅速恢复正常运行赢得时间。

51. 什么是蒸发设备？锅炉蒸发设备的任务是什么?

答：在锅炉中吸收燃烧所释放的热量，把饱和水加热成具有一定压力的饱和蒸汽的设备，称为蒸发设备。

锅炉蒸发设备的任务是吸收燃料放出的热量将水蒸发成饱和蒸汽。

52. 什么是自然水循环?自然水循环是怎样形成的?

答：依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之间的密度差进行的水循环，称为自然水循环。

在自然循环锅炉中，下降管一般在炉外不受热，而上升管是在炉内受热，水在上升管中吸收热量后，逐渐成为汽水混合物，其密度减小。这样，下降管与上升管工质之间就产生了密度差，密度差所产生的压差作为推动力，推动工质在循环回路中流动。这种循环流动，没有依靠外力、只靠工质本身状态变化后所产生的密度差，作为推动工质循环流动的动力，所以称为自然水循环。自然循环锅炉如图2—17所示。

图2—17自然循环锅炉汽水循环图

53. 什么是自补偿特性?直流锅炉有这种特性吗?

答：在自然循环回路中，受热强的管子，其入口进水量自动增加，循环流速也相应升高的特性，称循环回路的自补偿特性或自补偿能力。

因为受热强的管子中产生的蒸汽多，与下降管的工质密度差增大，从而使运动压头升高，循环流量和循环流速也相应升高，这对水循环安全是极为有利的，因此能使受热强的上升管得到很好的冷却。

直流锅炉是没有这种特性的，因为直流锅炉工质在管内的流动，是依靠给水泵的压头。受热强的管子中产汽量增多，体积增大，流速升高，流动阻力增大，在固定的压头作用下，进水量反而减小，这对管子的冷却是极为不利的。因此，直流锅炉需要更加注意防止和减小热偏差。

54. 什么是多次强制循环锅炉?

答：多次强制循环锅炉就是通过在下降管系统中加装循环水泵来帮助推动汽水循环。

随着锅炉压力的提高，水、汽间的密度差愈来愈小。当工作压力高到16.7～17.6MPa时，水的自然循环越加困难和不可靠；当工作压力达到临界压力时，汽和水的密度已相等，所以在临界压力以上时，自然循环就失去了原动力，循环也就无从建立。因此，在密度差很小或等于零的情况下，锅炉的工作只能依靠外来能源(水泵)来建立循环流动，多次强制循环锅炉如图2—18所示。

图2—18多次强制循环锅炉汽水循环图

55. 直流锅炉有何优缺点?

答：直流锅炉与自然循环锅炉相比主要优点是：

(1)原则上它可适用于任何压力，但从水动力稳定性考虑，一般在高压以上(更多是超高压以上)才采用。

(2)节省钢材。它没有汽包、并可采用小直径蒸发管，使钢材消耗量明显下降。

(3)锅炉启、停时间短。它没有厚壁的汽包，在启、停时，需要加热、冷却的时间短．从而缩短了启、停时间。

(4)制造、运输、安装方便。

(5)受热面布置灵活。工质在管内强制流动．有利于传热及适合炉膛形状而灵活布置。 直流锅炉的缺点及存在的问题是‘

(1)给水品质要求高。锅水在蒸发受热面要全部蒸发，没有排污，水中若有杂质要沉积于蒸发管内，或随蒸汽带入过热器与汽轮机。

(2)要求有较高的自动调节水平。直流锅炉运行时，一旦有扰动因素，参数变化比较快，需配备自动化高的控制系统，能维持稳定的运行参数。

(3)自用能量大。工质在受热面中的流动，全靠给水泵压头，故给水泵的能耗高。

(4)启动操作较复杂．且伴有工质与热量的损失。

(5)水冷壁工作条件较差。水冷壁出口工质全部汽化或微过热，沸腾换热恶化不可避免，且没有自补偿特性。必须采取一定措施予以防止。

56. 强制多次循环锅炉有何特点?

答：强制多次循环锅炉与自然循环锅炉在结构上大体相同，统称汽包锅炉。其主要特点是：

(1)蒸发受热面中工质的流动，主要依靠锅水循环泵压头，水循环安全可靠。

(2)蒸发受热面的布置，可多从有利传热及减少钢材消耗考虑、因其运动压头较大。

(3)循环倍率小，循环水量少，并可采用效率高、尺寸小、阻力稍大的汽水分离装置，使汽包尺寸可减小。

(4)启动速度较自然循环锅炉快，主要是一开始就有水循环，汽包壁温差也较小所致。

(5)运行时对汽包水位控制要求不太严，汽包水位较低也能保证水循环安全。

(6)锅水循环泵耗能量较大，约占总功率的0.1％～0.3％，且在高温高压下工作，增加了不安全因素。

57. 汽包的作用主要有哪些？

答：汽包的作用主要有：

⑴是工质加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽，同时作为一个平衡器，保持水冷壁 中汽水混合物流动所需压头。

⑵汽包有一定数量的水和汽，加之汽包本身的质量很大，因此有相当的蓄热量，在锅炉工况变化时，能起缓冲、稳定汽压的作用。

(3)装设汽水分离和蒸汽净化装置，保证饱和蒸汽的品质。

(4)装置测量表计及安全附件，如压力表、水位计、安全阀等。